Regenerative Medizin: Von Potenz und neuen Organen (1. Teil)

von Wiebke Heiss/MEDICA.de

Von akuten über chronische bis zu tödlichen Krankheiten - viele Probleme gilt es zu lösen in der Medizin. Hoffnung bietet die Forschung mit Stammzellen und Gewebezüchtung: Mit regenerativer Medizin will man eines Tages kranke Zellen und Organe durch gesunde ersetzen.15.04.2009

Manche haben die Macht, zu allem fähig zu sein, andere nur zu vielem, einige nur zu einem bisschen: toti-, pluri- oder multipotente Stammzellen sind damit gemeint. „Das sind Zellen, die sich ständig selbst erneuern und sich in unterschiedliche Gewebezellen differenzieren können“, sagt der Entwicklungsbiologe Thomas Skutella. Sie sollen der medizinische Schlüssel dazu sein, versagende Teile des Körpers zu regenerieren oder zu ersetzen: Dopamin produzierende Neuronen könnten dem Gehirn von Parkinsonpatienten helfen, Insulin erzeugende Inselzellen die Bauchspeicheldrüse von Diabetikern unterstützen oder ein neuer Herzmuskel den pumpenden Muskel von Infarktpatienten heilen.

Der Direktor des Zentrums für Regenerationsbiologie und Regenerative Medizin des Tübinger Universitätsklinikums ist sich sicher, dass es eines Tages möglich sein wird, ganze Organe zu züchten. „Wir haben so viel Wissen im letzten Jahrhundert gewonnen, dass wir durchaus dazu in der Lage sein werden.“ Allerdings gilt es auf dem Weg dorthin noch viele Hürden zu überwinden. Zum Beispiel geeignete Stammzellen dazu zu bringen, sich in einen erwünschten Zelltyp zu entwickeln: Die Techniken, die Stammzellen zur Differenzierung bringen, sind noch nicht perfekt und im menschlichen Körper tummeln sich mehr als 200 Zelltypen. „Man braucht zum einen die richtigen Faktoren, um Stammzellen in ihrem unsterblichen Zustand zu halten und zum anderen richtige Faktoren, um sie zum richtigen Zeitpunkt in eine bestimmte Richtung zu pushen“, erklärt Skutella. Nur so kann sich eine Vorgängerzelle in eine Muskel-, Herz- oder Leberzelle wandeln.

Der Alleskönner in Aktion:
embryonale Stammzellen

Bisher standen embryonale Stammzellen als eine Art Alleskönner im Zentrum des wissenschaftlichen Interesses – da sie pluripotent sind, lassen sie sich in alle erdenklichen Gewebezellen verwandeln. Sie stehen aber auch seit langem in der Kritik, weil sie ethische und moralische Fragen aufwerfen: Diese Zellen werden schließlich aus überzähligen menschlichen Embryonen gewonnen, die bei Reagenzglasbefruchtungen übrig bleiben. Neue Hoffnung abseits ethischer Kontroversen bieten adulte Stammzellen – man muss sie aber umprogrammieren.

Moralisch unbedenklich: Adulte Stammzellen

„Jeder Mensch hat eine gewisse Art von Regeneration inne“, so Skutella. Dank adulter Stammzellen, die in unterschiedlichen Mengen in allen Organen des Menschen vorkommen, können sich zum Beispiel Hautwunden wieder schließen. Allerdings sind diese Zellen nur noch im besten Falle multipotent. Das heißt, dass sie sich zu verschiedenen Zelltypen einer bestimmten Linie entwickeln können - aus einer Blut-Stammzelle gehen Blut- und Immunzellen hervor, aus einer Hirn-Stammzelle die verschiedenen Zelltypen des Gehirns -, aber eben nicht zu nahezu jeder Körperzelle.

Allerdings kann man den nicht ganz so potenten Zustand der adulten Stammzellen verbessern: Man muss die Gene transferieren, die eine embryonale Stammzelle pluripotent macht. „Das Verfahren ist total beeindruckend, weil die Biologie dahinter so einfach ist“, sagt Skutella. Das Resultat sind so genannte induzierte pluripotente Stammzellen (iPS), die neue Hoffnung am Himmel der Stammzellforschung. Allerdings benutzten Forscher bisher virale Vektoren, um Informationen in die adulten Stammzellen zu schleusen und damit geht letztendlich auch ein gewisses Krebsrisiko einher. Skutella ist sich aber sicher, dass „man Verfahren entwickeln wird, mit denen die Zellen gefahrlos umprogrammiert werden können.“ Mittlerweile könne man auch harmlose Plasmiden benutzen, um adulte Stammzellen in einen pluripotenten Zustand zu überführen.

- 1. Teil: Von Potenz und neuen Organen
- 2. Teil: Potential im Hoden
- 3. Teil: Man muss das Blut zähmen